高校无机化学卤族元素(天津大学第四版)讲义PPT课件

.,1,第十一章卤族和氧族元素,11.2卤族元素,.,2,卤素，希腊文原意为成盐元素,11.2.1卤族元素的通性,.,3,I1大,X-e-X+困难只有碘才有这种可能,与稳定的8电子构型原子相比较仅缺一个电子，在同周期元素中核电荷是最多的，原子半径是最小的。易获得电子，是同周期中非金属性最强的元素,11.2.1卤族元素的通性,.,4,11.2.1卤族元素的通性,具有多种氧化数并相差2,.,5,11.2.1卤族元素的通性,.,6,氟(F2)氯(Cl2)溴(Br2)碘(I2),集聚状态气体气体液体固体,1.物理性质,均为双分子(具有稳定的8电子构型及较高的键能)在周期表中，整族是双原子分子的只有卤素,固态为分子晶体熔、沸点较低,11.2.2卤素单质,.,7,氟(F2)氯(Cl2)溴(Br2)碘(I2),集聚状态气体气体液体固体,颜色*浅黄黄绿红棕紫黑,1.物理性质,11.2.2卤素单质,.,8,氟(F2)氯(Cl2)溴(Br2)碘(I2),集聚状态气体气体液体固体,颜色*浅黄黄绿红棕紫黑,溶解度分解水在水中溶易溶于解度不大有机溶剂,1.物理性质,水中颜色有机溶剂(CCl4、CS2)颜色溴黄棕红黄棕红碘棕或红棕紫,11.2.2卤素单质,.,9,氟(F2)氯(Cl2)溴(Br2)碘(I2),集聚状态气体气体液体固体,颜色*浅黄黄绿红棕紫黑,溶解度分解水在水中溶易溶于解度不大有机溶剂,毒性具有刺激性气味，并有毒,1.物理性质,11.2.2卤素单质,.,10,11.2.2卤素单质,.,11,.,12,F2与Cu、Ni、Mg作用，表面生成氟化物保护膜，可阻止进一步被氧化，所以F2可储存在Cu、Ni、Mg制成的容器中,.,13,干燥的氯不与Fe反应可将氯储存在铁罐中,.,14,Cl2、Br2、I2主要发生(2)类反应反应程度越来越小,F2只能发生(1)类反应，并反应激烈2F2+2H2O4HF+O2,加碱使平衡右移,.,15,3.制备,2X-2e-X2,卤素阴离子的氧化：,.,16,3.制备,2X-2e-X2,卤素阴离子的氧化：,.,17,3.制备,2X-2e-X2,卤素阴离子的氧化：,.,18,Br2,用氯气氧化溴化钠中的溴离子,Cl2+2Br-2Cl-+Br2,为除去残存的氯气，可加入少量KBr,3.制备,2X-2e-X2,卤素阴离子的氧化：,.,19,3.制备,2X-2e-X2,卤素阴离子的氧化：,.,20,3.制备,2X-2e-X2,卤素阴离子的氧化：,.,21,1.制备,11.2.3卤化氢和氢卤酸,单质合成复分解卤化物水解,其它的卤化氢和氢卤酸不宜用直接合成法生产。氟气和氢气反应太激烈，且氟成本高。溴和碘与氢气反应很不完全，产率低，且反应速度缓慢。,.,22,1.制备,复分解:氟化氢和少量氯化氢,浓酸与相应的卤化物作用,CaF2+2H2SO4(浓)Ca(HSO4)2+2HF,NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl,制取溴化氢、碘化氢不能用浓硫酸,需用磷酸,11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,23,1.制备,11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,24,1.制备,11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,25,2.物理性质,HFHClHBrHI,11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,26,2.物理性质,HFHClHBrHI,11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,27,2.物理性质,HFHClHBrHI,极性共价型分子，液态不导电，易溶于水,其水溶液称为氢卤酸氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸(盐酸),11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,28,3.化学性质,HFHClHBrHI,水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸(盐酸),11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,29,3.化学性质,HFHClHBrHI,水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸(盐酸),HF与SiO2反应，生成气态SiF4SiO2+4HFSiF4+2H2O用于SiO2含量的测定,刻蚀玻璃,11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,30,3.化学性质,HFHClHBrHI,水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸(盐酸),11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,31,3.化学性质,11.2.3卤化氢和氢卤酸,HFHClHBrHI,水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸(盐酸),.,32,3.化学性质,HFHClHBrHI,水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸(盐酸),11.2.3卤化氢和氢卤酸,.,33,11.2.4卤化物,.,34,1.键型,第三周期元素氟化物的性质和键型,11.2.4卤化物,.,35,p区同族元素卤化物，自上而下，由共价型过渡到离子型,1.键型,氮族元素氟化物的性质和键型,11.2.4卤化物,.,36,同一金属的不同卤化物,从氟化物到碘化物，由离子型过渡到共价型,1.键型,AlX3的性质和键型,11.2.4卤化物,.,37,不同氧化数氯化物的性质和键型,11.2.4卤化物,1.键型,.,38,2.溶解性,11.2.4卤化物,.,39,2.溶解性,AgFAgClAgBrAgI易溶难溶难溶难溶,11.2.4卤化物,.,40,11.2.4卤化物,湿法,3.制备举例,盐酸与活泼金属反应：,强烈水解的氯化物（如SnCl4、SiCl4等）只能采用干法合成。,.,41,11.2.4卤化物,干法,3.制备举例,元素单质与氯气直接反应合成氯化物,要使反应能继续下去，必须及时把产物从反应体系中分离出去。,AlCl3、FeCl3、SnCl4,.,42,11.2.4卤化物,干法,3.制备举例,金属氧化物与氯气反应,.,43,卤素可形成正氧化数的含氧酸及其盐(目前氟只有HOF),1.概述,11.2.5氯的含氧酸及其盐,.,44,卤素可形成正氧化数的含氧酸及其盐(目前氟只有HOF),1.概述,卤素含氧酸不稳定，大多只能存在于水溶液中，至今尚未得到游离的纯酸,11.2.5氯的含氧酸及其盐,.,45,1.概述,E/V,A,0.360.330.660.421.36,ClO4ClO3HClO2HClOCl2Cl-,1.201.181.641.631.36,-,-,-,-,-,-,.,46,1.概述,E/V,A,0.360.330.660.421.36,ClO4ClO3HClO2HClOCl2Cl-,1.201.181.641.631.36,-,-,-,-,-,-,.,47,1.概述,E/V,A,0.360.330.660.421.36,ClO4ClO3HClO2HClOCl2Cl-,1.201.181.641.631.36,-,-,-,-,-,-,.,48,2.次氯酸及其盐,上述反应所得HClO浓度很低，加入HgO、Ag2O、CaCO3等,可使反应向右进行，得到浓度较大的HClO2Cl2+2HgO+H2OHgOHgCl2+2HClO,11.2.5氯的含氧酸及其盐,.,49,2.次氯酸及其盐,.,50,2.次氯酸及其盐,次氯酸盐,漂白粉有效成分为次氯酸钙,使用时加酸，生成HClO,有强氧化性,具有漂白、消毒作用,.,51,2.次氯酸及其盐,次氯酸盐,漂白粉有效成分为次氯酸钙,使用时加酸，生成HClO,有强氧化性,具有漂白、消毒作用,CO2也可从漂白粉中将HClO置换出来Ca(ClO)2+CaCl2Ca(OH)2H2O+2CO22CaCO3+CaCl2+2HClO+H2O,.,52,氯酸的制取,用氯酸钡与稀硫酸作用,Ba(ClO3)2+H2SO4BaSO4+2HClO3,11.2.5氯的含氧酸及其盐,3.氯酸及其盐,.,53,3.氯酸及其盐,氯酸的性质,稳定性：仅存在于溶液中含量40%即分解、爆炸,.,54,3.氯酸及其盐,氯酸钾的制取,工业上：无隔膜糟电解饱和食盐水溶液,.,55,3.氯酸及其盐,.,56,4.高氯酸及其盐,高氯酸的制取,NaClO4+HClHClO4+NaCl,.,57,高氯酸的性质,4.高氯酸及其盐,.,58,4.高氯酸及其盐,高氯酸盐的性质,.,59,氯的含氧酸及其盐某些性质变化的一般规律,.,60,11.2.6拟卤素,1.氰(CN)2,无色可燃气体，剧毒，有苦杏仁味。,.,61,11.2.6拟卤素,2.氰化氢和氢氰酸,氰化氢为挥发性的无色液体，剧毒。分子结构式为H-CN。能与水互溶，其水溶液称为氢氰酸。氢氰酸是极弱的酸,.,62,11.2.6拟卤素,3.氰化物,常见的氰化物有氰化钠和氰化钾。氰化物均易溶于水。氰化物与一些金属离子如Ag+、Au+等形成稳定的配合物，用于从矿石中提炼金、银以及用于电镀。,11.2.6拟卤素,4.毒性,氰、氰化氢、氢氰酸和氰化物均为剧毒,在废水中加入硫酸亚铁和消石灰，将氰化物转化为无毒的铁氰化物：,11.2.6拟卤素,4.毒性,氰、氰化氢、氢氰酸和氰化物均为剧毒,也可用氯气氧化废水中的氰化物：,.,65,.,66,物质颜色,630-600,760-630,430-400,450-430,500-450,570-500,600-570,橙,红,紫,蓝,青,绿,黄,光互补示意图(数值为波长，单位nm),物质呈现的颜色为被该物质吸收了的色光的互